擁抱RISC-V？三星電子重啟內(nèi)核架構(gòu)自研

近日有消息，三星電子將重新開始CPU內(nèi)核的開發(fā)。三星電子在公司內(nèi)部組建了CPU核心開發(fā)小組，并聘請(qǐng)前AMD高級(jí)開發(fā)人員Rahul Tuli領(lǐng)導(dǎo)該小組。如果開發(fā)過程順利，三星電子將可以在2027年之前使用自主內(nèi)核開發(fā)的CPU。

相比在ARM等成熟內(nèi)核的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)芯片，自研內(nèi)核架構(gòu)具有更大的挑戰(zhàn)性。2015年三星電子曾推出采用自研“貓鼬（Mongoose）”內(nèi)核的處理器，但終因性能不夠理想于2019年終止。此次重新啟動(dòng)相關(guān)項(xiàng)目，表明三星電子急于在芯片領(lǐng)域?qū)で蟮叫碌耐黄瓶?。能否成功，值得關(guān)注！

移動(dòng)CPU設(shè)計(jì)實(shí)力不容輕視

談到三星電子的芯片業(yè)務(wù)板塊，人們的關(guān)注點(diǎn)往往集中于存儲(chǔ)芯片與晶圓代工方面。事實(shí)上，三星電子在智能手機(jī)芯片領(lǐng)域同樣有著不弱的設(shè)計(jì)開發(fā)能力。三星電子自研的智能手機(jī)芯片Exynos系列雖然不如蘋果的A系列那么知名，卻也不乏輝煌的歷史。

資料顯示，2000 年前后，三星電子就開發(fā)出首款面向智能手機(jī)的SoC芯片，基于ARM7內(nèi)核，型號(hào)為 S3C44B0。這在當(dāng)時(shí)已是相當(dāng)超前的設(shè)計(jì)。隨后三星電子又基于ARM9內(nèi)核推出Exynos 3 Single 3110，這是安卓陣營(yíng)首款采用45nm工藝，主頻達(dá)到1GHz的SoC芯片。這顆芯片對(duì)于開啟三星電子Galaxy S系列手機(jī)的輝煌功不可沒。截至2013年銷量超過2500萬部，三星電子也借助這顆芯片躋身主流移動(dòng)芯片廠商陣營(yíng)。

此后，三星電子陸續(xù)推出多款Exynos系列產(chǎn)品：Exynos 4210 采用兩顆Cortex-A9內(nèi)核，是三星電子首款多核處理器；Exynos 4412采用四顆Cortex-A9內(nèi)核；Exynos 5410采用ARM big.LITTLE 架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了4顆高性能Cortex-A15和4顆個(gè)輕量級(jí)Cortex-A7的8核設(shè)計(jì)。Exynos 7420更是以4顆Cortex-A57和4顆Cortex-A53，及14nm 制造工藝，達(dá)到一個(gè)高峰。

不過，三星電子的手機(jī)芯片也有其弱點(diǎn)，那就是采用公版ARM內(nèi)核設(shè)計(jì)，外加無節(jié)制的堆料，與蘋果、高通可以打開ARM的“黑匣子”比起來，總是要差上一籌。為此，三星電子決定投入巨資自研內(nèi)核架構(gòu)，改變這一被動(dòng)局面，并于2015年末推出首款采用自研“貓鼬（Mongoose）”內(nèi)核架構(gòu)的處理器Exynos 8890。

但事實(shí)證明，不是所有人都像蘋果那樣玩得轉(zhuǎn)自研。2017年三星電子發(fā)布的Exynos 8895，采用“貓鼬M2”內(nèi)核，在CPU和GPU方面都出現(xiàn)了性能和功耗的問題，面對(duì)驍龍835敗下陣來。2019年底，三星電子裁撤CPU研發(fā)部門，為堅(jiān)持了四年的自研“貓鼬（Mongoose）”內(nèi)核畫上句號(hào)。這也是三星電子Exynos 芯片由盛轉(zhuǎn)衰的一個(gè)轉(zhuǎn)拆點(diǎn)。此后，無論是和vivo聯(lián)手合作的Exynos 980、Exynos 990、Exynos 1080，還是Exynos旗下首款5nm芯片Exynos 2100全都回歸ARM公版設(shè)計(jì)。在Counterpoint Research 發(fā)布2022年全球手機(jī)移動(dòng)處理器市調(diào)報(bào)告中，三星電子Exynos系列的市占率也弱于高通、蘋果、聯(lián)發(fā)科與紫光展銳。

劍指高端移動(dòng)計(jì)算市場(chǎng)

三星電子再次開啟內(nèi)核自研，顯然是希望重振手機(jī)芯片業(yè)務(wù)。三星電子總裁、MX業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人盧泰文日前在參加一次會(huì)議時(shí)就曾表示，三星電子正在為旗下的Galaxy手機(jī)產(chǎn)品線研發(fā)專屬的定制SoC，并稱這款芯片將會(huì)是不同于市面上的任何其它產(chǎn)品、堪稱“獨(dú)一無二”的存在。

自研芯片最大的好處是實(shí)現(xiàn)軟硬件一體化設(shè)計(jì)。蘋果就是這方面的典型代表，具有更高自主性的自研芯片使其能夠牢牢掌握產(chǎn)品周期，按需設(shè)計(jì)產(chǎn)品，同時(shí)更好地匹配軟件生態(tài)。這是越來越多手機(jī)廠商投入芯片自研的主要原因。而三星電子投入內(nèi)核架構(gòu)自研，可以使其在自主性、與差異化方面走得更遠(yuǎn)。Garner研究總監(jiān)盛陵海表示：“自研內(nèi)核可使芯片廠商在進(jìn)行處理器開發(fā)時(shí)可以減少對(duì)公版設(shè)計(jì)的依賴，擁有更大的自主性和差異化。”

基于此，三星電子的智能手機(jī)芯片事業(yè)有望重返智能手機(jī)和個(gè)人電腦尖端芯片領(lǐng)域展開競(jìng)爭(zhēng)。近年來，由于智能手機(jī)需求增加以及5G技術(shù)的發(fā)展，全球智能手機(jī)芯片市場(chǎng)出現(xiàn)了顯著增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)全球手機(jī)芯片市場(chǎng)將從2020年的169 億美元增長(zhǎng)到2025年的235億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率6.8%。

同時(shí)，智能手機(jī)也不再是移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)中的唯一主角，XR硬件、智能座艙等智能設(shè)備市場(chǎng)不斷發(fā)展，更多新型移動(dòng)計(jì)算形態(tài)被催生出來。數(shù)據(jù)顯示，2025年全球智能物聯(lián)終端連接數(shù)量將達(dá)到100億臺(tái)，2050年數(shù)量將增長(zhǎng)至500億臺(tái)，智能計(jì)算芯片的需求量在未來數(shù)十年間將會(huì)不斷地增長(zhǎng)。三星電子顯然是希望加強(qiáng)自研能力，進(jìn)入智能手機(jī)等智能設(shè)備的尖端芯片領(lǐng)域展開競(jìng)爭(zhēng)。

擁抱RISC-V存在可能

三星電子重啟內(nèi)核自研的細(xì)節(jié)目前尚無從得知。重拾貓鼬（ Mongoose）架構(gòu)固然是選擇之一，但從近年來三星電子的一系列舉措來看，擁抱RISC-V同時(shí)存在可能性。在日前舉辦的一場(chǎng)RISC-V會(huì)議上，三星電子公開資料稱，RISC-V將率先用于其5G毫米波射頻IC中。根據(jù)披露的信息，三星電子從2017年就開始投入RISC-V的開發(fā)，并流片了第一顆RISC-V射頻測(cè)試芯片。

另有報(bào)道稱，三星電子的晶圓工廠在與SemiFive合作打造基于RISC-V的芯片解決方案。SemiFive負(fù)責(zé)人Cho Myung-hyun透露，芯片將采用三星14nm LPP工藝。

半導(dǎo)體專家莫大康介紹，三星電子下一階段在芯片領(lǐng)域的主要策略，是改變存儲(chǔ)業(yè)務(wù)一支獨(dú)強(qiáng)的局面。但是邏輯電路的晶圓代工方面，面對(duì)臺(tái)積電的強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)展并不順利。2017年三星電子高調(diào)進(jìn)軍晶圓代工，曾經(jīng)高調(diào)宣布要在未來5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)全球代工市占率25%的目標(biāo)。至今5年之期已至，可2022年三星電子的市占率為16.5%，雖然已是全球晶圓代工第二，但距離25%的目標(biāo)仍有不小差距，與臺(tái)積電高達(dá)53.4%的市占率差距就更大了。做強(qiáng)智能手機(jī)芯片業(yè)務(wù)，或?qū)槿请娮拥男酒瑯I(yè)務(wù)尋找到第三個(gè)支點(diǎn)。